CN108841350A - 一种复合板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合板材，从上到下由单板、微米木粉、玻璃纤维网、胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅、酚醛改性胺类固化剂、环氧树脂、功能性颜填料、液态生化木素、尿素、10%的酒石酸溶液、10%的氯化铵溶液、异氰酸酯、明胶、固化剂、甲醛水溶液。

Description

一种复合板材
技术领域
本发明涉及板材技术领域，具体是一种复合板材。
背景技术
2013年我国人造板产量高达2.86亿m3，而我国有限的木材资源难以满足国内生产对木材的需求，致使每年的木材消耗量缺口在1亿m3以上，并且呈现出逐年上升的趋势，这使得木材供需矛盾尤其突出。由于人造板的密度与其力学强度成正比，为了确保人造板的力学性能和使用要求，目前国内外生产的人造板的密度通常在0.6-0.8g/cm3之间，其木质原料成本占人造板生产成本的60%以上。因此，在保证其主要使用性能满足要求的前提下，如使人造板的密度降到0.5g/cm3以下，将使木材用量减少20-50，从而能有效节约木材，缓解我国木材供需矛盾，降低人造板原料成本，并使我国人造板工业保持健康持续发展。
使用得比较多的是复合型的板材。复合型的板材具有重量轻、强度高、隔音抗震的特点。虽然板材材料得到了更新，但粘结用的胶黏剂却跟不上更新，很多还是采用不饱和聚酯型胶粘；这种胶粘剂固化的速度比较迅速，几分钟内就可以完成固化，因此对使用的人的技术要求比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合板材，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复合板材，从上到下由单板、50-90重量份微米木粉、10-20重量份玻璃纤维网、15-25重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2-4份、酚醛改性胺类固化剂40-50份、环氧树脂35-45份、功能性颜填料15-25份、液态生化木素60-80份、尿素20-40份、10%的酒石酸溶液4-6份、10%的氯化铵溶液4-6份、异氰酸酯3-5份、明胶1-3份、固化剂2-4份、甲醛水溶液20-40份。
作为本发明进一步的方案：
一种复合板材，从上到下由单板、60-80重量份微米木粉、12-18重量份玻璃纤维网、18-22重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2.5-3.5份、酚醛改性胺类固化剂42-48份、环氧树脂38-42份、功能性颜填料18-22份、液态生化木素65-75份、尿素25-35份、10%的酒石酸溶液4.5-5.5份、10%的氯化铵溶液4.5-5.5份、异氰酸酯3.5-4.5份、明胶1.5-2.5份、固化剂2.5-3.5份、甲醛水溶液25-35份。
作为本发明进一步的方案：
一种复合板材，从上到下由单板、70重量份微米木粉、15重量份玻璃纤维网、20重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅3份、酚醛改性胺类固化剂45份、环氧树脂40份、功能性颜填料20份、液态生化木素70份、尿素30份、10%的酒石酸溶液5份、10%的氯化铵溶液5份、异氰酸酯4份、明胶2份、固化剂3份、甲醛水溶液30份。
作为本发明再进一步的方案：
所述固化剂为二氧化硅、氟硅酸钠、氯化铵、氨乙基哌嗪或二氨基二苯基甲烷中的一种。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1-2MPa的蒸汽连续蒸煮5-10min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量5-9%的碱溶液，并通入蒸汽，在80-120℃温度条件下连续蒸煮2-4h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于2-4倍于其重量份水中，加热至60-80℃，充分搅拌混合1.5-2h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌2-6h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7-8，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至80-90℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应50-60min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.3-4.7，并恒温80℃反应30-40min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7-8，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至50-60℃，反应40-50min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用的生化木素是从植物中直接提取的无毒物质，其大大降低了胶黏剂中有害物质，制备得到的胶熟剂具有良好的胶合强度和力学性能，产品的生产成本得到降低，耐候老化，固化收缩率低，甲醛释放量低，高效环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种复合板材，从上到下由单板、50重量份微米木粉、10重量份玻璃纤维网、15重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2份、酚醛改性胺类固化剂40份、环氧树脂35份、功能性颜填料15份、液态生化木素60份、尿素20份、10%的酒石酸溶液4份、10%的氯化铵溶液4份、异氰酸酯3份、明胶1份、固化剂2份、甲醛水溶液20份。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1MPa的蒸汽连续蒸煮5min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量5%的碱溶液，并通入蒸汽，在80℃温度条件下连续蒸煮2h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于2倍于其重量份水中，加热至60℃，充分搅拌混合1.5h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌2h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至80℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应50min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.3，并恒温80℃反应30min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至50℃，反应40min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
实施例2
一种复合板材，从上到下由单板、60重量份微米木粉、12重量份玻璃纤维网、18重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2.5份、酚醛改性胺类固化剂42份、环氧树脂38份、功能性颜填料18份、液态生化木素65份、尿素25份、10%的酒石酸溶液4.5份、10%的氯化铵溶液4.5份、异氰酸酯3.5份、明胶1.5份、固化剂2.5份、甲醛水溶液25份。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1.2MPa的蒸汽连续蒸煮6min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量6%的碱溶液，并通入蒸汽，在90℃温度条件下连续蒸煮2.5h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于2.5倍于其重量份水中，加热至65℃，充分搅拌混合1.6h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌3h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7.2，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至82℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应52min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.4，并恒温80℃反应32min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7.2，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至52℃，反应42min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
实施例3
一种复合板材，从上到下由单板、70重量份微米木粉、15重量份玻璃纤维网、20重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅3份、酚醛改性胺类固化剂45份、环氧树脂40份、功能性颜填料20份、液态生化木素70份、尿素30份、10%的酒石酸溶液5份、10%的氯化铵溶液5份、异氰酸酯4份、明胶2份、固化剂3份、甲醛水溶液30份。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1.5MPa的蒸汽连续蒸煮8min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量7%的碱溶液，并通入蒸汽，在100℃温度条件下连续蒸煮3h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于3倍于其重量份水中，加热至70℃，充分搅拌混合1.8h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌4h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7.5，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至85℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应55min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.5，并恒温80℃反应35min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7.5，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至55℃，反应45min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
实施例4
一种复合板材，从上到下由单板、80重量份微米木粉、18重量份玻璃纤维网、22重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅3.5份、酚醛改性胺类固化剂48份、环氧树脂42份、功能性颜填料22份、液态生化木素75份、尿素35份、10%的酒石酸溶液5.5份、10%的氯化铵溶液5.5份、异氰酸酯4.5份、明胶2.5份、固化剂3.5份、甲醛水溶液35份。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1.8MPa的蒸汽连续蒸煮9min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量8%的碱溶液，并通入蒸汽，在110℃温度条件下连续蒸煮3.5h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于3.5倍于其重量份水中，加热至75℃，充分搅拌混合1.9h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌5h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7.8，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至88℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应58min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.6，并恒温80℃反应38min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7.8，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至58℃，反应48min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
实施例5
一种复合板材，从上到下由单板、90重量份微米木粉、20重量份玻璃纤维网、25重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅4份、酚醛改性胺类固化剂50份、环氧树脂45份、功能性颜填料25份、液态生化木素80份、尿素40份、10%的酒石酸溶液6份、10%的氯化铵溶液6份、异氰酸酯5份、明胶3份、固化剂4份、甲醛水溶液40份。
所述胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用2MPa的蒸汽连续蒸煮10min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量9%的碱溶液，并通入蒸汽，在120℃温度条件下连续蒸煮4h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于4倍于其重量份水中，加热至80℃，充分搅拌混合2h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌6h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为8，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至90℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应60min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.7，并恒温80℃反应40min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为8，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至60℃，反应50min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
所述固化剂为二氧化硅、氟硅酸钠、氯化铵、氨乙基哌嗪或二氨基二苯基甲烷中的一种。
本发明利用的生化木素是从植物中直接提取的无毒物质，其大大降低了胶黏剂中有害物质，制备得到的胶熟剂具有良好的胶合强度和力学性能，产品的生产成本得到降低，耐候老化，固化收缩率低，甲醛释放量低，高效环保。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种复合板材，其特征在于，从上到下由单板、50-90重量份微米木粉、10-20重量份玻璃纤维网、15-25重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2-4份、酚醛改性胺类固化剂40-50份、环氧树脂35-45份、功能性颜填料15-25份、液态生化木素60-80份、尿素20-40份、10%的酒石酸溶液4-6份、10%的氯化铵溶液4-6份、异氰酸酯3-5份、明胶1-3份、固化剂2-4份、甲醛水溶液20-40份。
2.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于，从上到下由单板、60-80重量份微米木粉、12-18重量份玻璃纤维网、18-22重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅2.5-3.5份、酚醛改性胺类固化剂42-48份、环氧树脂38-42份、功能性颜填料18-22份、液态生化木素65-75份、尿素25-35份、10%的酒石酸溶液4.5-5.5份、10%的氯化铵溶液4.5-5.5份、异氰酸酯3.5-4.5份、明胶1.5-2.5份、固化剂2.5-3.5份、甲醛水溶液25-35份。
3.根据权利要求1所述的复合板材，其特征在于，从上到下由单板、70重量份微米木粉、15重量份玻璃纤维网、20重量份胶黏剂和单板热压制成；所述胶黏剂由以下重量份的原料组成：增稠防沉剂气相二氧化硅3份、酚醛改性胺类固化剂45份、环氧树脂40份、功能性颜填料20份、液态生化木素70份、尿素30份、10%的酒石酸溶液5份、10%的氯化铵溶液5份、异氰酸酯4份、明胶2份、固化剂3份、甲醛水溶液30份。
4.根据权利要求1-3任一所述的复合板材，其特征在于，所述固化剂为二氧化硅、氟硅酸钠、氯化铵、氨乙基哌嗪或二氨基二苯基甲烷中的一种。
5.一种如权利要求1所述的胶黏剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）收集纤维类生物质原料进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，采用1-2MPa的蒸汽连续蒸煮5-10min，蒸煮后再进行多级清洗和固液分离，将纤维类生物质原料中的半纤维素分离出来，形成低浓糖液和去除了大部分半纤维素和各种植物多糖的较为纯净的固形物；在一级固液分离得到的固形物中加入其质量5-9%的碱溶液，并通入蒸汽，在80-120℃温度条件下连续蒸煮2-4h，蒸煮后进行二级固液分离，分离得到的固形物，经漂白等后续工艺，加工制成纤维素或羧甲基纤维素产品；二级固液分离中得到的液体经沉淀、过滤、活化和精选等工艺处理后，获得生化木素原液，再经膜装置进一步浓缩，制成液态生化木素备用；
（3）将明胶溶解于2-4倍于其重量份水中，加热至60-80℃，充分搅拌混合1.5-2h，随后加入增稠防沉剂气相二氧化硅、环氧树脂，继续恒温混合搅拌2-6h，得混合浆料备用；
（4）将甲醛水溶液加入反应容器中，并在反应容器内通入氮气除去氧气，接着加入10%氢氧化钠溶液调节pH值为7-8，开启搅拌装置，并将反应装置水浴加热至80-90℃，接着加入尿素以及混合浆料，反应50-60min，随后再投入、功能性颜填料、异氰酸酯和固化剂，并加入酒石酸溶液与氯化钠溶液的混合溶液，调节溶液pH值为4.3-4.7，并恒温80℃反应30-40min，最后再用氢氧化钠溶液调节pH值为7-8，并加入液态生化木素搅拌均匀，降温至50-60℃，反应40-50min，反应结束后降温至35℃以下，出料。
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